动或坐：AI辅助运动评估下幼儿园学龄前儿童身体活动与基本运动技能的关联

《Acta Psychologica》：Move or sit: Preschoolers' in-kindergarten physical activity and its association with fundamental motor skills using AI-assisted movement assessment

　　

这项观察性研究考察了三种幼儿园情境下的身体活动（physical activity, PA）及其与基本运动技能（fundamental motor skills, FMS）的关联，并使用一款专有的AI辅助视频/动作分析工具作为补充评估辅助手段。研究人员采用《儿童身体活动观察记录系统-幼儿园版》（Observational System for Recording Physical Activity in Children-Preschool Version, OSRAC-P），对中国成都一所幼儿园的57名儿童（61.11±12.73个月；范围45–81个月）在晨间锻炼、组织化体育课（physical education, PE）和自由活动中的身体活动进行了观察；并采用标准化的《3–10岁儿童基本运动技能发展测验》评估了FMS。AI组件是由成都体小能教育科技有限公司开发的专有“小能同学”动作分析平台；制造商的材料记录了AI辅助动作/视频分析和数字化测试/数据功能，但未披露公开的模型架构或研究特定的验证指标。平均活动水平在晨间锻炼期间最高（3.29±0.09），其次是自由活动（2.94±0.40），在组织化体育课期间最低（2.46±0.26）。组织化体育课的久坐频率最高（46.58%±12.69%），而自由活动的中高强度身体活动（moderate-to-vigorous physical activity, MVPA）频率最高（33.92%±13.03%）。为了解决原始高维回归中的多重共线性，研究人员采用调整了年龄、性别和身体质量指数（body mass index, BMI）的简约个体水平模型，并纳入了组织化体育课和自由活动期间的MVPA。组织化体育课MVPA与位移技能得分呈正相关（B=0.471每百分点，HC3标准误=0.141，β=0.407，95%置信区间[0.187, 0.754]，p=0.002），并与总FMS呈较弱关联（B=0.484，HC3标准误=0.235，β=0.234，95%置信区间[0.011, 0.957]，p=0.045）；对于物体控制和稳定技能得分，没有PA预测因子显著。晨间锻炼MVPA未纳入个体水平回归，因为它没有班级内变异。这些发现是特定情境下的关联，并不确立因果方向。

24小时运动行为框架强调，身体活动（physical activity, PA）、久坐行为与睡眠同属有限的一天时间，三者相互关联并共同影响学龄前儿童的健康与发展。幼儿园作为日常活动的重要场所，其活动结构、时长和组织方式可能促进或限制运动机会。近年来数字与AI技术逐渐进入儿童教育环境，但本研究并未测量儿童的AI暴露、屏幕时间或设备使用，也未将AI作为解释变量，而是将AI辅助视频/动作分析定位为方法学工具，用于补充传统的观察与评估流程。已有研究表明，学龄前儿童的PA在不同情境、强度水平和日常安排下存在差异，运动能力与运动行为相关但发展复杂，横断面关联不应被解读为方向性效应。基于此，研究人员开展了这项观察性研究，旨在描述幼儿园一日内儿童PA的行为特征，比较晨间锻炼、组织化体育课和自由活动三种情境间的差异，考察基本运动技能（fundamental motor skills, FMS）的年龄和性别特征，并分析PA与FMS之间的关系。

研究人员选取中国成都某幼儿园小、中、大班各一个完整班级共57名儿童（平均月龄61.11±12.73，范围45–81个月；女孩25名，男孩32名）作为样本。使用OSRAC-P对三种户外情境进行系统观察，采用标准化测验评估位移、物体控制和稳定技能，并使用专有AI辅助“小能同学”平台作为补充的视频/动作分析工具。结果显示，三种情境的PA模式差异明显：组织化体育课久坐频率最高（46.58%±12.69%），自由活动MVPA频率最高（33.92%±13.03%），晨间锻炼平均活动水平最高（3.29±0.09）。调整年龄、性别和BMI后，组织化体育课MVPA与位移技能显著正相关，并与总FMS存在较弱关联；物体控制和稳定技能无显著PA预测因子。研究结论提示幼儿园结构化体育课中MVPA的重要性，但关联不等于因果，AI仅作为方法学辅助。

关键技术方法方面，本研究为单中心横断面观察，样本来自中国成都一所幼儿园的3个完整班级（小班20人、中班19人、大班18人）。主要方法包括：（1）OSRAC-P标准化直接观察，按30秒编码单元记录活动强度和活动形式；（2）标准化FMS测试，涵盖位移、物体控制和稳定技能；（3）专有AI辅助视频/动作分析平台“小能同学”作为补充评估工具，该平台仅用于视频回顾与动作分析，未作为自主分类器。统计采用Welch t检验、方差分析（含Bonferroni校正）和层次回归，使用HC3稳健标准误，并通过精简模型处理多重共线性。

研究结果分述如下：

### 3.1.1 总体身体活动水平
基于OSRAC-P编码数据，三种情境的平均活动水平均接近3级（轻度）。晨间锻炼平均活动水平最高（3.29±0.09），自由活动其次（2.94±0.40），组织化体育课最低（2.46±0.26）。频率分布上，晨间锻炼以轻度活动为主（65.02%±3.23%），组织化体育课久坐频率最高（46.58%±12.69%），自由活动MVPA频率最高（33.92%±13.03%）。

### 3.1.2 身体活动形式
通过编码活动形式发现，各班级组和情境中，静态行为（站立、坐/蹲）占比较高，走路和跑步也频繁出现。组织化体育课中站立和坐/蹲的编码单位比例高，自由活动中走、跑及骑乘类活动较常见。

### 3.2.1 性别和年龄差异
Welch t检验显示，自由活动中女孩的久坐频率高于男孩（42.42%±10.94% vs 31.02%±8.85%），男孩的MVPA频率（38.33%±13.70% vs 28.28%±9.72%）和平均PA水平（3.10±0.39 vs 2.72±0.28）更高；其他情境无显著性别差异。年龄/班级比较（单因素方差分析）显示，小班儿童久坐频率更低、轻度活动更高、MVPA更低，中班与大班无显著差异；但由于每个年龄层仅一个班级，该差异是年龄与班级因素的混合。

### 3.2.2 不同活动情境间的差异
重复测量方差分析显示情境效应显著：久坐频率组织化体育课最高，自由活动居中，晨间锻炼最低；平均活动水平晨间锻炼最高，自由活动居中，体育课最低；MVPA频率自由活动最高，其次晨间锻炼，体育课最低。轻度活动频率晨间锻炼最高，体育课与自由活动无显著差异。

### 3.2.3 基本运动技能的年龄/班级和性别特征
FMS得分在位移、物体控制、稳定和总分上均存在显著的年龄/班级差异，小班显著低于中班和大班；大班物体控制优于中班，但其他维度在多重校正后不显著。总FMS无性别差异，项目层面的差异校正后均不显著，视为探索性结果。

### 3.3.1 身体活动与位移技能
在层次回归中，模型1（年龄、性别、BMI）解释R²=0.381；加入体育课MVPA和自由活动MVPA后，模型2解释R²=0.534（ΔR²=0.153），PA块联合显著（p=0.006）。体育课MVPA与位移技能显著正相关（B=0.471，p=0.002），自由活动MVPA不显著。

### 3.3.2 身体活动与物体控制技能
物体控制回归模型2解释R²=0.430，PA块不显著（p=0.567），体育课与自由活动MVPA均无独立关联。

### 3.3.3 身体活动与稳定技能
稳定技能模型2解释R²=0.517，PA块不显著（p=0.572），无显著PA预测因子。

### 3.3.4 身体活动与总体基本运动技能
总FMS模型2解释R²=0.611，体育课MVPA有较弱的系数级正关联（B=0.484，p=0.045），但PA块联合不显著（p=0.131），因此该关联需谨慎解读。

讨论部分指出，三种情境下的PA差异可能受等待时间、教师讲解、课堂管理、器材可获得性和活动空间限制等因素影响，但这些是描述性观察，不能确立具体教学实践的原因。AI在本研究中是方法学辅助工具，未测量儿童的AI暴露或屏幕时间，因此不能将行为差异归因于“AI时代”效应。FMS的年龄/班级差异因每年龄组仅一个完整班级，无法分离教师、同伴、日程和班级环境的影响；性别差异仅为探索性。PA-FMS关联不能说明因果方向，运动能力较高的儿童可能更倾向于参与MVPA，未测量的班级、教学或发展因素可能同时影响两者。

研究结论：在这项单一幼儿园观察性研究中，PA模式在晨间锻炼、组织化体育课和自由活动之间存在显著差异。组织化体育课久坐频率最高，自由活动MVPA频率最高，晨间锻炼平均活动水平最高。在重新分析以解决原始模型的多重共线性以及晨间锻炼PA缺乏班级内变异后，最强的调整后个体水平证据是组织化体育课MVPA与位移技能之间的正相关。总FMS观察到较弱的系数级关联，而物体控制和稳定技能得分没有显示出显著的PA预测因子。这些关联不确立因果关系。本研究的AI贡献是方法学性的：专有AI辅助动作/视频分析平台支持运动评估工作流程，而实证结论涉及观察到的幼儿园PA和FMS，而非AI暴露的影响。